EP0900858B1 - Keramische Flash-Verdampfer - Google Patents

Keramische Flash-Verdampfer Download PDF

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EP0900858B1
EP0900858B1 EP98114772A EP98114772A EP0900858B1 EP 0900858 B1 EP0900858 B1 EP 0900858B1 EP 98114772 A EP98114772 A EP 98114772A EP 98114772 A EP98114772 A EP 98114772A EP 0900858 B1 EP0900858 B1 EP 0900858B1
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EP
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evaporator
cavity
flash
flasher
ceramic
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Martin Seifert
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ESK Ceramics GmbH and Co KG
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Wacker Chemie AG
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C23C14/26—Vacuum evaporation by resistance or inductive heating of the source

Definitions

  • the invention relates to ceramic "flash TV evaporators" in Hereinafter also referred to as 'flasher'.
  • Flashers are used to vaporize black / white or color picture tubes with aluminum used to be an electrically conductive To produce a layer of a few 100 nm in the picture tubes. This layer provides the electrode to accelerate the Electrons in the finished picture tube.
  • the dimensions of the flasher are usually 4 * 6 * 110 mm.
  • the Flasher 1 has a rectangular cross section of the flasher Cavity 2 (see Fig. 1c).
  • the cavity usually has one Dimension of 2 * 4 * 40 or 60 mm.
  • In the steam system is the flasher with the help of two screws 5 between two Steel plates 6 clamped.
  • the steel plates are over copper cables 7 connected to a power source 8.
  • For better contacting is usually between steel plate 6 and flasher 1 a graphite foil 9 (see FIG. 1a).
  • the width of the side Clamping is approximately 15 mm at both ends.
  • the one to be heated The length of the flasher is normally 80 mm.
  • the tubes are vaporized as follows: A piece of aluminum ( ⁇ 100 mg), usually a cylindrical aluminum body, a so-called pellet, is placed in the flasher's cavity. The picture tube cover to be steamed is positioned over the flasher. The space below the picture tube cover is then evacuated, so that the flasher is clamped in this vacuum (10 -5 mbar).
  • the flasher is heated by direct current passage and evaporates the aluminum in its cavity.
  • the time required for this process is in the range from 40 seconds to 2 minutes.
  • the current densities that occur briefly reach values of up to 10 3 A / cm 2 .
  • the flasher breaks after 500 - 900 heating cycles in the area of the cavity. It breaks and needs to be replaced.
  • US-A-5,395,180 discloses an evaporating crucible according to the figures, for z. B. Al, of substantially rectangular Shape with an elongated cavity, which is called a lateral cross-section a semicircle and / or a semicircle with roundings or straight lines with an angle ⁇ (with a value of preferred more than 120 ° C, especially 135 °, so that the between the upper edge and the straight line of the cavity included angles must be less than 60 °, in particular 45 °) in relation to the upper edge of the evaporator has (see Figures 1-6; column 2, line 32 to column 3, line 24; Claims 1-7), wherein the described Evaporator made of graphite and a pyrolytic boron nitride coating consists.
  • the evaporator consists of a graphite body, which is a coating of pyrolytic boron nitride used as an electrically heated resistor.
  • DE-A 26 47 011 discloses an evaporation boat made of sheet metal for direct current passage where the lower plate has a V-shape and corresponding cavity that faces down is convex, or a semicircular base with corresponding Has cavity.
  • the evaporator boat is not made of ceramic material.
  • GB-A-2187477 discloses a conventional ceramic evaporator with a conventional rectangular cavity.
  • the object of the invention is to use ceramic flash TV evaporators available for vaporizing picture tubes with aluminum places whose service life is extended, their evaporation behavior is more defined for aluminum, which is an improved Show wetting behavior and yet in the usual Evaporator systems can be used.
  • the present invention relates to ceramic flash TV evaporators (consisting of ceramic powders which contain T i B 2 , BN and possibly AlN) for the vapor deposition of picture tubes with aluminum with a cavity from which the aluminum flows when current flows through the flash TV evaporator is evaporated, characterized in that the width of the cavity tapers from the upper edge of the evaporator to the lower edge of the evaporator, the cavity in cross section through the flash TV evaporator having a triangular shape with straight walls or with concavely curved walls.
  • the flashers according to the invention have a cavity which in the Cross section through the flasher, as shown in Fig. 1 for a conventional Flasher with cross section A - A is shown, show a triangular shape, the two side surfaces of the Triangles facing the evaporator straight (Fig. 2) or can be curved concave (Fig. 3). The deepest point the cavity can be designed as a radius (FIG. 4).
  • the angle alpha according to FIGS. 2-4 is preferably between 25 ° and 60 °.
  • the cavity on the evaporator surface is preferably 2 mm up to 6 mm wide.
  • the deepest point of the cavity is preferably at least 1 mm and a maximum of 3 mm above the lower edge of the evaporator.
  • the length of the cavity is preferably between 30 mm and 80 mm.
  • Flashers in the area of the cavity decrease the maximum Current densities and there is a higher number of heating cycles possible.
  • the shape of the cavity according to the invention the cylindrical Al pellets exactly in the longitudinal axis of the Cavity of this flasher positioned, resulting in a more homogeneous Spread of the Al vapor cloud regardless of the number of Heating cycles leads.
  • the lower edge of this cross-section also acts as a capillary, which leads to better wetting of the flasher by the Al leads.
  • a flasher 1 was worked out from a sintered body, whose cavity 2 has the known cross section (Fig. 1c) and a flasher whose cavity has the cross section according to the invention (Fig. 2) has.
  • the two flashers were used for comparison fixed in one fixture, in the two flasher can be operated in parallel.
  • the amount of aluminum to be evaporated was 83 mg each.
  • the flasher with a well-known cavity endured 820 heating cycles; the flasher with a cavity 2 sustained 1080 heating cycles.

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Description

Die Erfindung betrifft keramische "Flash-TV-Verdampfer" im Folgenden auch als 'Flasher' bezeichnet.
Flasher werden zum Bedampfen von Schwarz/Weiß- bzw. Farbbildröhren mit Aluminium verwendet, um eine elektrisch leitende Schicht von einigen 100 nm in den Bildröhren zu erzeugen. Diese Schicht stellt die Elektrode zur Beschleunigung der Elektronen in der fertigen Bildröhre dar.
Die Maße der Flasher betragen in der Regel 4 * 6 * 110 mm. Der Flasher 1 besitzt eine im Querschnitt des Flashers rechteckige Kavität 2 (siehe Fig. 1c). Die Kavität hat in der Regel eine Dimension von 2 * 4 * 40 oder 60 mm. In der Bedampfungsanlage ist der Flasher mit Hilfe von zwei Schrauben 5 zwischen zwei Stahlplatten 6 geklemmt. Die Stahlplatten sind über Kupferkabel 7 mit einer Stromquelle 8 verbunden. Zur besseren Kontaktierung liegt in der Regel zwischen Stahlplatte 6 und Flasher 1 eine Graphitfolie 9 (siehe Fig. 1a). Die Breite der seitlichen Einspannung beträgt an beiden Enden etwa 15 mm. Die aufzuheizende Länge des Flashers beträgt normalerweise 80 mm.
Das Bedampfen der Bildröhren erfolgt wie folgt: In die Kavität des Flashers, wird ein Stück Aluminium (< 100 mg), in der Regel ein zylinderförmige Al-Körper, ein sogenanntes Pellet, gelegt. Über dem Flasher wird der zu bedampfende Bildröhrendeckel positioniert. Anschließend wird der Raum unterhalb des Bildröhrendeckels evakuiert, so daß der Flasher mit Einspannung in diesem Vakuum liegt (10-5 mbar).
Durch direkten Stromdurchgang wird der Flasher erhitzt und verdampft das in seiner Kavität liegende Aluminium. Die Zeit, die für diesen Vorgang benötigt wird, liegt im Bereich von 40 sek bis zu 2 min. Die Stromdichten, die dabei auftreten, erreichen kurzzeitig Werte bis zu 103 A/cm2.
Diese hohe Strom- und damit Temperaturbelastung ist es, die die Standzeit, d.h. die Anzahl der Aufheizzyklen des Flashers begrenzt.
Üblicherweise reißt nach 500 - 900 Aufheizzyklen der Flasher im Bereich der Kavität. Er zerbricht und muß ausgetauscht werden.
US-A-5,395,180 offenbart gemäß den Figuren einen Verdamphungstiegel, für z. B. Al, von im wesentlichen rechteckiger Form mit einer länglichen Kavität, welche als lateralen Querschnitt einen Halbkreis und/oder einen Halbkreis mit Abrundungen oder Geraden mit einem Winkel α (mit einem Wert von bevorzugt mehr als 120°C, insbesondere 135°, so daß der zwischen der Oberkante und der Geraden der Kavität eingeschlossene Winkel kleiner 60° sein muß, insbeaondere 45°) gegenüber der Verdampferoberkante aufweist (vgl. Figuren 1-6; Spalte 2, Zeile 32 bis Spalte 3, Zeile 24; Ansprüche 1-7), wobei der beschriebene Verdampfer aus Graphit und einer pyrolytischen Bornitridbeschichtung besteht. Der Verdampfer bestent aus einem Graphitkörper, der eine Beschichtung aus pyrolitischem Bornitrid als el. beheizbaren Widerstand nutzt.
DE-A 26 47 011 offenbart ein Verdampfungsschiffchen aus Metallblech für direkten Stromdurchgang, bei dem das Unterblech eine V-Form und entsprechender Kavität aufweist, die nach unten konvex ist, oder einen halbkreisartigen Boden mit entsprechender Kavität aufweist. Das Verdampferschiffchen ist nicht aus keramischen Material.
GB-A-2187477 offenbart einen konventionellen keramischen Verdampfer mit einer konventionellen rechteckigen Kavität.
Aufgabe der Erfindung ist es, keramische Flash-TV-Verdampfer zum Bedampfen von Bildröhren mit Aluminium zur Verfügung zu stellen, deren Standzeit verlängert ist, deren Verdampfungsverhalten für Aluminium definierter ist, die ein verbessertes Benetzungsverhalten zeigen und die dennoch in den üblichen Verdampferanlagen verwendet werden können.
Die vorliegende Erfindung betrifft keramische Flash-TV-Verdampfer (bestehend aus keramischen Pulvern, die TiB2, BN und ggf. AlN enthalten), zum Bedampfen von Bildröhren mit Aluminium mit einer Kavität, aus der das Aluminium bei Stromdurchfluß durch den Flash-TV-Verdampfer verdampft wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Breite der Kavität von der Verdampferoberkante zur Verdampferunterkante verjüngt, wobei die Kavität im Querschnitt durch den Flash-TV-Verdampfer eine Dreiecksform mit geraden Wänden, oder mit konkav gekrümmten Wänden hat.
Die erfindungsgemäßen Flasher besitzen eine Kavität, die im Querschnitt durch den Flasher, wie er in Fig. 1 für einen herkömmlichen Flasher mit Querschnitt A - A wiedergegeben ist, eine Dreiecksform zeigen, wobei die beiden Seitenflächen des Dreiecks, die dem Verdampfer zugewandt sind, gerade (Fig. 2) oder konkav (Fig. 3)gekrümmt sein können. Der tiefste Punkt der Kavität kann als Radius ausgebildet sein (Fig. 4).
Im Extremfall führt dies bei einer konkaven Krümmung der Seitenflächen zu einer schmalen linienförmigen Vertiefung in Längsrichtung des Flashers als Kavität.
Vorzugsweise liegt der Winkel Alpha gemäß Fig. 2 - 4 zwischen 25° und 60°.
Vorzugsweise ist die Kavität an der Verdampferoberfläche 2 mm bis 6 mm breit.
Vorzugsweise liegt die tiefste Stelle der Kavität mindestens 1 mm und maximal 3 mm über der Verdampferunterkante.
Vorzugsweise beträgt die Länge der Kavität zwischen 30 mm und 80 mm.
Durch die erfindungsgemäß bewirkte Querschnittvergrößerung des Flashers im Bereich der Kavität verringern sich die maximalen Stromdichten und es ist eine höhere Anzahl von Aufheizzyklen möglich.
Gleichzeitig werden durch die erfindungsgemäße Form der Kavität die zylinderförmige Al-Pellets genau in der Längsachse der Kavität dieser Flasher positioniert, was zu einer homogeneren Ausbreitung der Al-Dampfwolke unabhängig von der Zahl der Aufheizzyklen führt.
Weiter wirkt die untere Kante dieses Querschnitts als Kapillare, was zu einer besseren Benetzung des Flashers durch das Al führt.
Sie lassen sich in üblichen Verdampferanlagen betreiben, ohne daß Veränderungen an diesen Anlagen vorgenommen werden müssen.
  • Fig. 1 zeigt einen Standard Flash-TV-Verdampfer in einer Einspannung in Aufsicht (A), Seitenansicht (B) und Querschnitt(C)
  • Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Flasher 1 dessen Kavität 2 im Querschnitt durch den Flash-TV-Verdampfer eine Dreiecksform mit geraden Wänden 3 besitzt.
  • Fig. 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Flasher 1, dessen Kavität 2 im Querschnitt durch den Flash-TV-Verdampfer eine Dreiecksform mit konvex gekrümmten Wänden 3 besitzt.
  • Fig. 4 zeigt einen erfindungsgemäßen Flasher 1, dessen tiefster Punkt der Kavität 2 in Form eines Radius 4 ausgeführt ist.
    • Das folgende Beispiel dient der weiteren Erläuterung der Erfindung:
    Beispiel:
    Aus einem Sinterkörper wurde ein Flasher 1 herausgearbeitet, dessen Kavität 2 den bekannten Querschnitt (Fig. 1c) besitzt und ein Flasher, dessen Kavität den erfindungsgemäßen Querschnitt (Fig. 2) besitzt. Die beiden Flasher wurden zum Vergleich in einer Einspannung befestigt, in der zwei Flasher parallel betrieben werden können. Die zu verdampfende Aluminiummenge betrug jeweils 83 mg. Der Flasher mit bekannter Kavität hielt 820 Aufheizzyklen aus; der Flasher mit einer Kavität nach Fig. 2 hielt 1080 Aufheizzyklen aus.
    Wiederholungsmessungen mit weiteren Flasherpaaren zeigten ähnliche Ergebnisse.

    Claims (5)

    1. Keramischer Flash-TV-Verdampfer, bestehend aus keramischen Pulvern, die TiB2, BN und ggf. AlN enthalten, zum Bedampfen von Bildröhren mit Aluminium mit einer Kavität aus der das Aluminium bei Stromdurchfluß durch den Flash-TV-Verdampfer verdampft wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Breite der Kavität von der Verdampferoberkante zur Verdampferunterkante verjüngt, wobei die Kavität im Querschnitt durch den Flash-TV-Verdampfer eine Dreiecksform mit geraden Wänden, oder mit konkav gekrümmten Wänden hat.
    2. Flash-TV-Verdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der tiefste Punkt der Kavität in Form eines Radius ausgeführt ist.
    3. Flash-TV-Verdampfer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kavität an der Verdampferoberkante 2 mm - 6 mm breit ist
    4. Flash-TV-Verdampfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die tiefste Stelle der Kavität mindestens 1 mm und maximal 3 mm über der Verdampferunterkante liegt.
    5. Flash-TV-Verdampfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Kavität zwischen 30 mm und 80 mm beträgt.
    EP98114772A 1997-08-18 1998-08-06 Keramische Flash-Verdampfer Expired - Lifetime EP0900858B1 (de)

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    DE19735814A DE19735814A1 (de) 1997-08-18 1997-08-18 Keramische Flash-TV-Verdampfer
    DE19735814 1997-08-18

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP0900858A1 EP0900858A1 (de) 1999-03-10
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    EP (1) EP0900858B1 (de)
    JP (1) JP3034848B2 (de)
    KR (1) KR100297574B1 (de)
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